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太空“牽手”難度大 夢天實(shí)驗(yàn)艙與空間站組合體穩(wěn)穩(wěn)“握手”這樣實(shí)現(xiàn)

發(fā)布時間:2022-11-01 15:33:00來源: 央視新聞客戶端

  夢天實(shí)驗(yàn)艙與空間站組合體進(jìn)行交會對接,可以是說我國載人航天工程當(dāng)中最大質(zhì)量的兩個航天器的太空“握手”,控制難度明顯增大。為此,科研人員也想出了不少辦法,讓它們能夠在太空里穩(wěn)穩(wěn)“握手”。

  此次夢天實(shí)驗(yàn)艙要與空間站組合體進(jìn)行交會對接,可以說是中國航天史上最“強(qiáng)有力”的一次太空“握手”。夢天實(shí)驗(yàn)艙重達(dá)23噸,而空間站則是由天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙以及神舟十四號載人飛船、天舟四號貨運(yùn)飛船組成的“四艙”組合體,總重量更是超過了60噸,要讓這兩個龐然大物完成交會對接,它們就必須“穩(wěn)穩(wěn)握手”,盡量減小它們之間的撞擊力。

  航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)電總體主任設(shè)計師 梁曉鋒:為了克服對接過程中,這個大的沖擊對我們設(shè)備造成影響,在我們交會對接上,實(shí)際上是做了相關(guān)的一些專項(xiàng)的設(shè)計,一些阻尼設(shè)計,以適應(yīng)這種大噸位大質(zhì)量的交會對接,在整個對接過程中是減緩或者減小對接力,以保護(hù)整個的對接機(jī)構(gòu),減少對整個組合體和設(shè)備的沖擊。

  此次交會對接的另一大考驗(yàn),就是夢天實(shí)驗(yàn)艙攜帶著兩個巨大的太陽能帆板,它們不僅面積大,并且采用的是柔性材料,就好比帶著一對巨大的“軟翅膀”進(jìn)行交會對接,控制難度可以說是空前之高。為此,科研人員也專門為夢天實(shí)驗(yàn)艙設(shè)計了一套太陽帆板展開方案,提高了可控性,保證任務(wù)穩(wěn)妥成功。

  太空“牽手”難度大 多重措施保成功

  夢天實(shí)驗(yàn)艙與三個月前發(fā)射的問天實(shí)驗(yàn)艙個頭差不多,但是交會對接過程卻是“難”上加“難”。為了解決這些難題,科研人員設(shè)計了大量的預(yù)案和措施,保障了此次交會對接最終圓滿成功。

  據(jù)介紹,此次交會對接的第一個難點(diǎn),就是夢天實(shí)驗(yàn)艙入軌后,與太陽照射的角度有較大偏差,導(dǎo)致太陽帆板發(fā)電能力弱,能源緊缺。如果不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成交會對接,就需要緊急調(diào)整“夢天”的姿態(tài)朝向太陽從而補(bǔ)充能源,這樣就會導(dǎo)致交會對接時間的拖延。為此,科研人員為“夢天”特別制定了交會對接任務(wù)故障預(yù)案。

  第二個難點(diǎn)便是在于此次交會對接的目標(biāo)——空間站組合體上。上一次問天實(shí)驗(yàn)艙交會對接時,組合體是“一字”對稱構(gòu)型,而此次夢天實(shí)驗(yàn)艙交會對接時,由于問天實(shí)驗(yàn)艙已經(jīng)完成了轉(zhuǎn)位,因此組合體是“L”字形的非對稱構(gòu)型,這顯著增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。

  航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體設(shè)計師 羅超:我采用了一個俯仰偏置一定角度,這樣的話可以節(jié)省很多推進(jìn)劑,也是有效利用了空間力矩。然后在夢天艙進(jìn)入最后平移靠攏段的時候,才會把俯仰角度調(diào)整到完全水平的這么一個狀態(tài),來等待夢天實(shí)驗(yàn)艙的交會對接。

  此外,在“夢天”接近組合體時需要開啟反推發(fā)動機(jī)減速,發(fā)動機(jī)的羽流會干擾到組合體的姿態(tài),這樣就讓夢天實(shí)驗(yàn)艙與空間站在最后關(guān)頭的對接變得更加困難。不過,在科研人員的“精心設(shè)計”下,夢天實(shí)驗(yàn)艙精準(zhǔn)識別了與空間站組合體的相對距離及相對姿態(tài),通過一點(diǎn)點(diǎn)接近并最終實(shí)現(xiàn)了高精度的交會對接。

(責(zé)編:常邦麗)

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